(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-17
(54)【発明の名称】改良された６ＸＸＸアルミニウム合金
(51)【国際特許分類】
C22C 21/02 20060101AFI20231110BHJP
B21C 23/00 20060101ALI20231110BHJP
C22C 21/06 20060101ALI20231110BHJP
C22F 1/05 20060101ALI20231110BHJP
C22F 1/00 20060101ALN20231110BHJP
【ＦＩ】
C22C21/02
B21C23/00 A
C22C21/06
C22F1/05
C22F1/00 604
C22F1/00 612
C22F1/00 624
C22F1/00 630A
C22F1/00 630K
C22F1/00 606
C22F1/00 682
C22F1/00 683
C22F1/00 684Z
C22F1/00 692A
C22F1/00 692B
C22F1/00 694B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023526171
(86)(22)【出願日】2021-11-01
(85)【翻訳文提出日】2023-06-21
(86)【国際出願番号】 US2021057580
(87)【国際公開番号】W WO2022094406
(87)【国際公開日】2022-05-05
(31)【優先権主張番号】63/108,077
(32)【優先日】2020-10-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520119242
【氏名又は名称】アーコニック テクノロジーズ エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】ＡＲＣＯＮＩＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＬＬＣ
(74)【代理人】
【識別番号】110001438
【氏名又は名称】弁理士法人 丸山国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ルアン，イーミン
(72)【発明者】
【氏名】マスケル，ジョン エス．
(72)【発明者】
【氏名】マーフィ，ブライアン ケー．
(72)【発明者】
【氏名】ベルーブ，パトリック
【テーマコード（参考）】
4E029
【Ｆターム（参考）】
4E029AA06
(57)【要約】
新規の６ｘｘｘアルミニウム合金製品およびそれを製造する方法およびシステムが開示されている。方法は、６ｘｘｘアルミニウム合金のビレットを予熱温度に加熱することと、ビレットの少なくとも一部の析出硬化相を溶解するのに十分な時間、ビレットを予熱温度に保持することと、ビレットを押出し成形された製品に押出し成形することであって、押出し成形中にビレットおよび押出し成形された製品の両方が予熱温度以上に維持される、押出し成形することと、押出し成形された製品を６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度の１００°Ｆ以内に維持しながら押出し成形された製品を押出し成形装置から排出することと、加熱シュラウドから焼き入れ装置に押出し成形された製品を移動することと、を含むことができる。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
６ｘｘｘ押出し成形された製品であって、０．２～２．０重量％のＳｉと、
０．２～１．５重量％のＭｇと、
０．０７～１．０重量％のＭｎと、
最大１．５重量％のＢｉと、
最大１．５重量％のＳｎと、
最大１．０重量％のＣｕと、
最大１．０重量％のＺｎと、
最大０．７重量％のＰｂと、
最大０．７重量％のＦｅと、
最大０．３５重量％のＣｒと、
最大０．３５重量％のＶと、
最大０．２５重量％のＺｒと、
最大０．２０重量％のＴｉと、を含み、
残部が、アルミニウム、任意の付随元素、および不純物であり、
前記６ｘｘｘ押出し成形された製品のＴ／１０から９Ｔ／１０まで測定した前記６ｘｘｘ押出し成形された製品が、未再結晶微構造を含み、
前記未再結晶微構造が、少なくとも５０体積％の未再結晶粒を含み、
前記未再結晶粒の少なくとも６０％が繊維状粒であり、
前記繊維状粒が、少なくとも５：１のアスペクト比（粒の長さ／直径）を有し、
前記未再結晶微構造の平均粒径が、２００ミクロン以下である、６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項2】
６ｘｘｘ押出し成形された製品であって、０．２～２．０重量％のＳｉと、
０．２～１．５重量％のＭｇと、
最大１．５重量％のＢｉと、
最大１．５重量％のＳｎと、
最大１．０重量％のＣｕと、
最大１．０重量％のＺｎと、
０．０７重量％未満のＭｎと、
最大０．７重量％のＰｂと、
最大０．７重量％のＦｅと、
最大０．３５重量％のＣｒと、
最大０．３５重量％のＶと、
最大０．２５重量％のＺｒと、
最大０．２０重量％のＴｉと、を含み、
残部が、アルミニウム、任意の付随元素、および不純物であり、
前記６ｘｘｘ押出し成形された製品のＴ／１０から９Ｔ／１０まで測定した前記６ｘｘｘ押出し成形された製品が、再結晶微構造を含み、
前記再結晶微構造が、少なくとも５０体積％の再結晶粒を含み、
前記再結晶粒の少なくとも６０％が、５：１（Ｌ：ＬＴ）以下のアスペクト比を有する等軸粒であり、
前記再結晶微構造の平均粒径が、２００ミクロン以下である、６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項3】
前記６ｘｘｘ押出し成形された製品が、従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品と比較して、少なくとも１体積％多い立方体（ＥＤ）集合組織を含み、前記従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品が、従来のプレス焼き入れされ、かつ同等な組成物、製品形状、サイズおよび焼き戻しの製品である、請求項１～２のいずれかに記載の６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項4】
前記６ｘｘｘ押出し成形された製品が、前記従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品と比較して、少なくとも２体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも３体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも４体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも５体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも６体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも７体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも８体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも９体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１０体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１１体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１２体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１３体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、を含む、請求項３に記載の６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項5】
前記６ｘｘｘ押出し成形された製品が、最大ＯＤＦ［００１］集合組織強度を含み、前記最大ＯＤＦ［００１］集合組織強度が、従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品の最大ＯＤＦ［００１］集合組織強度よりも少なくとも１０％高く、前記従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品が、従来のプレス焼き入れされ、かつ同等な組成物、製品形状、サイズおよび焼き戻しの製品である、請求項１～４のいずれかに記載の６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項6】
前記押出し成形された６ｘｘｘ押出し成形された製品が、前記従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品より、少なくとも約２０％高い、または少なくとも約４０％高い、または少なくとも約４０％高い、または少なくとも約６０％高い、または少なくとも約８０％高い、または少なくとも約１００％高い、または少なくとも約１２０％高い、または少なくとも約１４０％高い、または少なくとも約１６０％高い、または少なくとも約１８０％高い、または少なくとも約２００％高い、または少なくとも約２２０％高い、または少なくとも約２４０％高い、または少なくとも約２６０％高い、または少なくとも約３００％高い、または少なくとも約３４０％高い、または少なくとも約３６０％高い、または少なくとも約３８０％高い、または少なくとも約４００％高い、または少なくとも約４２０％高い、または少なくとも約４４０％高い、または少なくとも約４６０％高い、または少なくとも約４８０％高い、または少なくとも約５００％高い、最大ＯＤＦ［００１］集合組織強度を得る、請求項５に記載の６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項7】
押出し成形された６０２６ＬＦ製品は、（ａ）１７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織および（ｂ）少なくとも９．７の最大ＯＤＦ［００１］強度のうちの少なくとも一つを得る、押出し成形された６０２６ＬＦアルミニウム合金製品。
【請求項8】
前記６０２６ＬＦ製品が、少なくとも１８体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１９体積％の立方体（ＥＤ）集合組織を得る、請求項７に記載の押出し成形された６０２６ＬＦアルミニウム合金製品。
【請求項9】
前記押出し成形された６０２６ＬＦアルミニウム合金製品が、少なくとも９．８、または少なくとも１０．０、または少なくとも１０．２、または少なくとも１０．４、または少なくとも１０．６、または少なくとも１０．８、または少なくとも１１．０、または少なくとも１１．２の最大ＯＤＦ［００１］強度を得る、請求項７～８のいずれかに記載の押出し成形された６０２６ＬＦアルミニウム合金製品。
【請求項10】
前記押出し成形された６０２６ＬＦ製品が、従来のプレス焼き入れされた６０２６ＬＦ押出し成形された製品よりも、少なくとも５％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）、または少なくとも１０％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）、または少なくとも１５％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）、または少なくとも２０％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）を得、前記従来の６０２６ＬＦ押出し成形された製品が、従来のプレス焼き入れされ、かつ同等な製品形状、サイズ、および焼き戻しの製品である、請求項７～９のいずれかに記載の押出し成形された６０２６ＬＦアルミニウム合金製品。
【請求項11】
前記押出し成形された６０２６ＬＦ製品が、少なくとも５４ｋｓｉ、または少なくとも５５ｋｓｉ、または少なくとも５６ｋｓｉ、または少なくとも５７ｋｓｉの引張降伏強度（典型）（Ｌ）を得る、請求項７～１０のいずれかに記載の押出し成形された６０２６ＬＦ製品。
【請求項12】
前記押出し成形された６０２６ＬＦ製品が、少なくとも３％、または少なくとも４％、または少なくとも５％、または少なくとも６％、または少なくとも７％、または少なくとも８％、または少なくとも９％、または少なくとも１０％の伸び（典型）（Ｌ）を得る、請求項７～１１のいずれかに記載の押出し成形された６０２６ＬＦ製品。
【請求項13】
押出し成形された６０２０製品は、（ａ）１７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織および（ｂ）少なくとも３．６の最大ＯＤＦ［００１］強度のうちの少なくとも一つを得る、押出し成形された６０２０アルミニウム合金製品。
【請求項14】
前記押出し成形された６０２０製品が、少なくとも１８体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１９体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２０体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２１体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも２２体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２３体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも２４体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２５体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも２６体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織を得る、請求項１３に記載の押出し成形された６０２０アルミニウム合金製品。
【請求項15】
前記押出し成形された６０２０アルミニウム合金製品が、少なくとも３．８、または少なくとも４．０、または少なくとも４．２、または少なくとも４．４、または少なくとも４．６、または少なくとも４．８、または少なくとも５．０、または少なくとも５．２、または少なくとも５．４、または少なくとも５．６、または少なくとも５．８、または少なくとも６．０、または少なくとも６．２、または少なくとも６．４、または少なくとも６．６、または少なくとも６．８、または少なくとも７．０の最大ＯＤＦ［００１］強度を得る、請求項１３～１４のいずれかに記載の押出し成形された６０２０アルミニウム合金製品。
【請求項16】
前記押出し成形された６０２０製品が、従来のプレス焼き入れされた６０２０押出し成形された製品よりも、少なくとも５％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）、または少なくとも１０％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）、または少なくとも１５％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）、または少なくとも２０％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）を得、前記従来の６０２０押出し成形された製品が、従来のプレス焼き入れされ、かつ同等な製品形状、サイズ、および焼き戻しの製品である、請求項１３～１５のいずれかに記載の押出し成形された６０２０アルミニウム合金製品。
【請求項17】
前記押出し成形された６０２０製品が、少なくとも３４ｋｓｉ、または少なくとも３５ｋｓｉ、または少なくとも３６ｋｓｉ、または少なくとも３７ｋｓｉ、または少なくとも３８ｋｓｉ、または少なくとも３９ｋｓｉ、または少なくとも４０ｋｓｉ、または少なくとも４１ｋｓｉ、または少なくとも４２ｋｓｉ、または少なくとも４３ｋｓｉ、または少なくとも４４ｋｓｉ、または少なくとも４５ｋｓｉの引張降伏強度（典型）（Ｌ）を得る、請求項１３～１６のいずれかに記載の押出し成形された６０２０製品。
【請求項18】
前記押出し成形された６０２０製品が、少なくとも８％、または少なくとも９％、または少なくとも１０％、または少なくとも１１％、または少なくとも１２％、または少なくとも１３％、または少なくとも１４％、または少なくとも１５％の伸び（典型）（Ｌ）を得る、請求項１３～１７のいずれかに記載の押出し成形された６０２０製品。
【請求項19】
押出し成形された６２６２Ａ製品は、（ａ）１８体積％の立方体（ＥＤ）集合組織および（ｂ）少なくとも３．９の最大ＯＤＦ［００１］強度のうちの少なくとも一つを得る、押出し成形された６２６２Ａアルミニウム合金製品。
【請求項20】
前記押出し成形された６２６２Ａ製品が、少なくとも１９体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２０体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２１体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも２２体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２３体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも２４体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２５体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも２６体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織を得る、請求項１９に記載の押出し成形された６２６２Ａアルミニウム合金製品。
【請求項21】
前記押出し成形された６２６２Ａアルミニウム合金製品が、少なくとも３．８、または少なくとも４．０、または少なくとも４．２、または少なくとも４．４、または少なくとも４．６、または少なくとも４．８、または少なくとも５．０、または少なくとも５．２、または少なくとも５．４、または少なくとも５．６、または少なくとも５．８、または少なくとも６．０、または少なくとも６．２、または少なくとも６．４、または少なくとも６．６、または少なくとも６．８、または少なくとも７．０の最大ＯＤＦ［００１］強度を得る、請求項１９～２０のいずれかに記載の押出し成形された６２６２Ａアルミニウム合金製品。
【請求項22】
前記押出し成形された６２６２Ａ製品が、従来のプレス焼き入れされた６２６２Ａ押出し成形された製品よりも、少なくとも５％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）、または少なくとも１０％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）、または少なくとも１５％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）、または少なくとも２０％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）を得、前記従来の６２６２Ａ押出し成形された製品は、従来のプレス焼き入れされ、かつ同等な製品形状、サイズ、および焼き戻しの製品である、請求項１９～２１のいずれかに記載の押出し成形された６２６２Ａアルミニウム合金製品。
【請求項23】
前記押出し成形された６２６２Ａ製品が、少なくとも３７ｋｓｉ、または少なくとも３８ｋｓｉ、または少なくとも３９ｋｓｉ、または少なくとも４０ｋｓｉ、または少なくとも４１ｋｓｉ、または少なくとも４２ｋｓｉ、または少なくとも４３ｋｓｉ、または少なくとも４４ｋｓｉ、または少なくとも４５ｋｓｉ、または少なくとも４６ｋｓｉ、または少なくとも４７ｋｓｉ、または少なくとも４８ｋｓｉ、または少なくとも４９ｋｓｉ、または少なくとも５０ｋｓｉ、または少なくとも５１ｋｓｉ、または少なくとも５２ｋｓｉ、または少なくとも５３ｋｓｉ、または少なくとも５４ｋｓｉの引張降伏強度（典型）（Ｌ）を得る、請求項１９～２２のいずれかに記載の押出し成形された６２６２Ａ製品。
【請求項24】
前記押出し成形された６２６２Ａ製品が、少なくとも５％、または少なくとも６％、または少なくとも７％、または少なくとも８％の伸び（典型的）（Ｌ）を得る、請求項１９～２３のいずれかに記載の押出し成形された６２６２Ａ製品。
【請求項25】
押出し成形された６０６１製品は、（ａ）５体積％の立方体（ＥＤ）集合組織および（ｂ）少なくとも２．０の最大ＯＤＦ［００１］強度のうちの少なくとも一つを得る、押出し成形された６０６１アルミニウム合金製品。
【請求項26】
前記押出し成形された６０６１製品は、少なくとも６体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも８体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも９体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１０体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも１１体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１２体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも１３体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１４体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１５体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも１６体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織を得る、請求項２５に記載の押出し成形された６０６１アルミニウム合金製品。
【請求項27】
前記押出し成形された６０６１アルミニウム合金製品が、少なくとも２．５、または少なくとも３．０、または少なくとも３．５、または少なくとも４．０、または少なくとも４．５、または少なくとも５．０、または少なくとも５．５、または少なくとも６．０、または少なくとも６．５、または少なくとも７．０、または少なくとも７．５、または少なくとも８．０、または少なくとも８．５、または少なくとも９．０、または少なくとも９．５、または少なくとも１０．０、または少なくとも１０．２、または少なくとも１０．４、または少なくとも１０．６、または少なくとも１０．８の最大ＯＤＦ［００１］強度を得る、請求項２５～２６のいずれかに記載の押出し成形された６０６１アルミニウム合金製品。
【請求項28】
前記押出し成形された６０６１製品が、従来のプレス焼き入れされた６０６１押出し成形された製品よりも、少なくとも５％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）、または少なくとも１０％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）、または少なくとも１５％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）、または少なくとも２０％高い引張降伏強度（典型）（Ｌ）を得、前記従来の６０６１押出し成形された製品は、従来のプレス焼き入れされ、かつ同等な製品形状、サイズ、および焼き戻しの製品である、請求項２５～２７のいずれかに記載の押出し成形された６０６１アルミニウム合金製品。
【請求項29】
前記押出し成形された６０６１製品が、少なくとも２２ｋｓｉ、または少なくとも２４ｋｓｉ、または少なくとも２６ｋｓｉ、または少なくとも２８ｋｓｉ、または少なくとも３０ｋｓｉ、または少なくとも３２ｋｓｉ、または少なくとも３４ｋｓｉ、または少なくとも３６ｋｓｉ、または少なくとも３８ｋｓｉ、または少なくとも４０ｋｓｉ、または少なくとも４２ｋｓｉ、または少なくとも４４ｋｓｉ、または少なくとも４６ｋｓｉ、または少なくとも４７ｋｓｉ、または少なくとも４８ｋｓｉ、または少なくとも４９ｋｓｉ、または少なくとも５０ｋｓｉ、または少なくとも５１ｋｓｉ、または少なくとも５２ｋｓｉの引張降伏強度（典型）（Ｌ）を得る、請求項２５～２８のいずれかに記載の押出し成形された６０６１製品。
【請求項30】
前記押出し成形された６０６１製品が、少なくとも８％、または少なくとも１０％、または少なくとも１２％、または少なくとも１４％の伸び（典型）（Ｌ）を得る、請求項２５～２９のいずれかに記載の押出し成形された６０６１製品。
【請求項31】
方法であって、（ａ）６ｘｘｘアルミニウム合金のビレットを予熱温度に加熱することと、
（ｂ）前記ビレットを前記予熱温度で、前記ビレットの少なくともいくつかの析出硬化相を溶解するのに充分な時間保持することと、
（ｃ）前記保持工程の後、前記ビレットを押出し成形装置に直ちに移すことと、
（ｄ）前記ビレットを前記押出し成形装置で押出し成形された製品に押出し成形することであって、前記押出し成形中に、前記ビレットおよび前記押出し成形された製品の両方が前記予熱温度以上に維持される、押出し成形することと、
（ｅ）前記押出し成形された製品を前記押出し成形装置から出口シュラウド内に排出することであって、前記出口シュラウドが前記６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度の１００°Ｆ以内に前記押出し成形された製品を維持する、排出することと、
（ｆ）前記押出し成形された製品を前記加熱シュラウドから焼き入れ装置に移動させることであって、前記焼き入れ装置が、水スプレーおよび水浴のうちの少なくとも一つを備え、前記焼き入れ装置が、前記押出し成形された製品を１２５°Ｆ未満の温度に、少なくとも１°Ｆ／秒の冷却速度で焼き入れする、移動させることと、を含む、方法。
【請求項32】
システムであって、（ａ）６ｘｘｘアルミニウム合金の押出し成形ビレットを予熱するよう構成された炉と、
（ｂ）前記炉に隣接し、かつその下流の押出し成形装置であって、前記押出し成形装置が前記ビレットを押出し成形された製品に押出し成形するように構成される、押出し成形装置と、
（ｃ）前記押出し成形装置に隣接し、かつその下流の出口シュラウドであって、前記出口シュラウドが、前記６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度の１００°Ｆ以内に前記押出し成形された製品を維持するように構成される、出口シュラウドと、
（ｄ）前記押出し成形装置に直接隣接して、かつその下流に配置される焼き入れ装置であって、前記焼き入れ装置が、前記出口シュラウドから受け取られた前記押出し成形された製品を、１２５°Ｆ未満の温度に、少なくとも１°Ｆ／秒の冷却速度で冷却するように構成される、焼き入れ装置と、を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
押出し成形された６ｘｘｘアルミニウム合金製品のプレス焼き入れは、押出し成形プロセスに続く別の溶体化熱処理工程を必要とせずに、このような押出し成形された製品を容易に迅速に生産する。共通して所有されている米国特許第７，４２２，６４５号が説明しているように、プレス焼き入れされた製品は、製品から急速に熱を取り除くために、液体浴、例えば油または水に浸漬することにより高い変形押出し成形温度から急速に冷却されたものである。焼き入れの目的は、相変態を抑制して、硬度を増加、または他の望ましい特性を得ることである。アルミニウム合金製品、例えばビレットまたはインゴットが押出される場合、最初に、アルミニウムマトリックスの析出相の溶解温度、例えば、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ合金で作られたビレットのマグネシウム（Ｍｇ）－シリコン（Ｓｉ）相の溶解温度を超える合金温度に再加熱され、かつ相が溶解するまでその温度に保持される。その後、製品は所望の押出し温度まで急速に冷却または焼き入れされ、合金構造内にこれらの相が新たに析出するのを防ぎ、そして押出し成形される。
【発明の概要】
【0002】
概ね、本特許出願は、新規のプレス焼き入れされた６ｘｘｘアルミニウム合金製品、およびその製造方法およびシステムに関する。新規の方法およびシステムは、例えば、改善された特性の組み合わせ、例えば改善された強度と延性（伸び）との組み合わせを有する６ｘｘｘアルミニウム合金製品の製造を促進する可能性がある。
【0003】
＜Ｉ．システムおよび方法＞
ここで図１を参照すると、押出し成形された６ｘｘｘアルミニウム合金製品を製造するための一つの方法（１００）が例示されている。例示の実施形態では、本方法は、６ｘｘｘアルミニウム合金のビレットを均質化すること（１１０）と、ビレットを予熱すること（１２０）と、押出し成形装置においてビレットを押出し成形すること（１３０）と、押出し成形された製品を好適な焼き入れ前温度で維持（１４５）しながら、押出し成形された製品を押出し成形装置から排出すること（１４０）と、押出し成形された製品を焼き入れすること（１５０）と、そして押出し成形された製品を人為的に人工時効すること（１６０）と、を含む。これらの工程について、以下でさらに詳細に説明する。方法（１００）を完了するためのシステム（２００）の一実施形態を図２に例示する。図１～２は、非限定的な方法で新規の本発明の方法およびシステムの実施形態を説明するために、以下で使用される。
ここで図１を参照すると、押出し成形された６ｘｘｘアルミニウム合金製品を製造するための一つの方法（１００）が例示されている。例示の実施形態では、本方法は、６ｘｘｘアルミニウム合金のビレットを均質化すること（１１０）と、ビレットを予熱すること（１２０）と、押出し成形装置においてビレットを押出し成形すること（１３０）と、押出し成形された製品を好適な焼き入れ前温度で維持（１４５）しながら、押出し成形された製品を押出し成形装置から排出すること（１４０）と、押出し成形された製品を焼き入れすること（１５０）と、そして押出し成形された製品を人為的に人工時効すること（１６０）と、を含む。これらの工程について、以下でさらに詳細に説明する。方法（１００）を完了するためのシステム（２００）の一実施形態を図２に例示する。図１～２は、非限定的な方法で新規の本発明の方法およびシステムの実施形態を説明するために、以下で使用される。
【0004】
均質化工程（１１０）は任意であり、通常、６ｘｘｘアルミニウム合金のビレットを一つまたは複数の温度に一回または複数回加熱して、鋳造したままの構造体を均質化することを含む。均質化工程後、ビレットは通常室温に冷却され、押出し成形されるまで保存される。本出願の目的のために、および参照を容易にするために、用語「ビレット」は、丸いビレットおよび長方形のインゴットの両方を包含する。
【0005】
ビレットが押出し成形される場合、予熱工程（１２０）、押出し成形工程（１３０）、排出工程（１４０）、および焼き入れ工程（１５０）は、順番に、そして間の工程なしに完了する。これは、最終製品において好適な微構造が確実に達成されるためである。
【0006】
具体的には、ビレットを予熱温度に予熱（１２０）した後、この温度で、ビレットの少なくともいくつかの析出相を溶解するのに充分な時間保持する。図２に示すように、予熱工程（１２０）は、炉（２２０）で完了することができる。一実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度の少なくとも５０％であるが、６ｘｘｘアルミニウム合金の初期溶融点未満である。例えば、ソルバス温度が９６２°Ｆである場合、「ソルバス温度の少なくとも５０％」は≧４８１°Ｆであり、よって予熱温度は≧４８１°Ｆであるが、６ｘｘｘアルミニウム合金の初期溶融点未満となる。
【0007】
本開示で使用する場合、「ソルバス温度」は、以下の析出相のすべてが、６ｘｘｘアルミニウム合金ビレット中で、６ｘｘｘアルミニウム合金ビレットが初期溶融せずに、平衡状態で完全に溶解されるであろう最低温度を意味する。
・Ｍｇ２Ｓｉ
・Ｑ相（Ａｌ５Ｃｕ２Ｍｇ８Ｓｉ６）
・シータ（θ）（Ａｌ２Ｃｕ）
明確にするために、用語「ソルバス温度」は、６ｘｘｘアルミニウム合金についての上記の相のみを含み、他の溶解可能な析出相、例えばＭｇ２ＳｎおよびＢｉ２Ｍｇ３をまったく含まない。
・Ｍｇ２Ｓｉ
・Ｑ相（Ａｌ５Ｃｕ２Ｍｇ８Ｓｉ６）
・シータ（θ）（Ａｌ２Ｃｕ）
明確にするために、用語「ソルバス温度」は、６ｘｘｘアルミニウム合金についての上記の相のみを含み、他の溶解可能な析出相、例えばＭｇ２ＳｎおよびＢｉ２Ｍｇ３をまったく含まない。
【0008】
一実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度の少なくとも６０％であるが、６ｘｘｘアルミニウム合金の初期溶融点未満である。別の実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度の少なくとも７０％であるが、６ｘｘｘアルミニウム合金の初期溶融点未満である。さらに別の実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度の少なくとも８０％であるが、６ｘｘｘアルミニウム合金の初期溶融点未満である。別の実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度の少なくとも９０％であるが、６ｘｘｘアルミニウム合金の初期溶融点未満である。さらに別の実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度の少なくとも９５％であるが、６ｘｘｘアルミニウム合金の初期溶融点未満である。別の実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度以上であるが、６ｘｘｘアルミニウム合金の初期溶融点未満である。さらに別の実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度より少なくとも５°Ｆ高いが、６ｘｘｘアルミニウム合金の初期溶融点未満である。別の実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度より少なくとも１０°Ｆ高いが、６ｘｘｘアルミニウム合金の初期溶融点未満である。さらに別の実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度より少なくとも１５°Ｆ高いが、６ｘｘｘアルミニウム合金の初期溶融点未満である。別の実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度より少なくとも２０°Ｆ高いが、６ｘｘｘアルミニウム合金の初期溶融点未満である。一般的に、高い機械的特性が必要な場合、予熱温度はソルバス温度の少なくとも９０～１００％、またはそれ以上にする必要がある。
【0009】
予熱工程（１２０）はまた、６ｘｘｘアルミニウム合金の少なくともいくつかの析出相を溶解するのに充分な時間の間、ビレットを予熱温度に保持することを含む。保持時間は、例えば、ビレットのサイズおよび所望の最終特性に依存する場合がある。一実施形態では、予熱工程（１２０）はまた、６ｘｘｘアルミニウム合金の析出相の大部分またはすべてを溶解するのに十分な時間、ビレットを予熱温度に保持することを含む。一実施形態では、保持時間は少なくとも１分である。別の実施形態では、保持時間は少なくとも５分である。さらに別の実施形態では、保持時間は少なくとも１０分である。別の実施形態では、保持時間は少なくとも２０分である。さらに別の実施形態では、保持時間は少なくとも３０分である。別の実施形態では、保持時間は少なくとも４０分である。さらに別の実施形態では、保持時間は少なくとも５０分、またはそれ以上である。通常、高い機械的特性が必要な場合、予熱温度での保持時間は、６ｘｘｘアルミニウム合金の析出相の大部分またはすべてを溶解するのに十分でなければならない。理解されるように、複数の予熱温度および対応する複数の予熱保持時間を用いることができる。
【0010】
一実施形態では、予熱温度は少なくとも９５０°Ｆである。別の実施形態では、予熱温度は少なくとも９６０°Ｆである。さらに別の実施形態では、予熱温度は少なくとも９７０°Ｆである。別の実施形態では、予熱温度は少なくとも９７５°Ｆである。上記の実施形態のいずれにおいても、予熱保持時間は、（例えば、ビレットの直径が１５インチ直径の場合）４０～６０分であってもよい。
【0011】
予熱工程の非限定的な実施形態を図３ａ～３ｂに示す。示すように、ビレットは（ａ）室温（Ｔ室温）から予熱温度まで加熱される。この場合、予熱温度は冶金学的に必要な温度（ＴＭＲ）または高い機械的特性を達成するために必要な温度である。示すように、金属学的に必要な温度（ＴＭＲ）は、ソルバス温度（Ｔソルバス）を超える。また示すように、ｔｍｒと呼ばれ、図３ａ～３ｂに（ｂ）として示される予熱保持時間は、６ｘｘｘアルミニウム合金の析出相の大部分またはすべてを溶解するのに一般的な長さである。
【0012】
図３ａ～３ｂにさらに示すように、予熱温度（ＴＭＲ）は、初期溶融温度またはＴ固相線未満であり、すなわち、共晶溶融が生じない。図３ａ～３ｂに示すように、（以下でさらに詳細に説明される）押出し成形プロセスにより、製品がさらに加熱される場合がある。このさらなる加熱は、一般的に、製品が６ｘｘｘアルミニウム合金の初期溶融温度またはＴ固相線を超えないようにする必要がある。したがって、予熱温度は、概ね６ｘｘｘアルミニウム合金ビレットの初期溶融温度より少なくとも１０°Ｆ低い。一実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金ビレットの初期溶融温度より少なくとも２０°Ｆ低い。別の実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金ビレットの初期溶融温度より少なくとも３０°Ｆ低い。さらに別の実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金ビレットの初期溶融温度より少なくとも４０°Ｆ低い。別の実施形態では、予熱温度は、６ｘｘｘアルミニウム合金ビレットの初期溶融温度より少なくとも５０°Ｆ低い。
【0013】
図１～２を再び参照すると、予熱工程（１２０）の後、予熱されたビレットは、ビレットが押出し成形される（１３０）押出し成形装置に直ちに搬送される。図２に示すように、用語「押出しプレスに直ちに搬送される」は、ビレットの表面が、予熱装置（例えば、炉２２０）を出る時から押出し成形装置（例えば、押出しプレス２３０）に入る時まで、温度降下を１００°Ｆ以内にすることを意味する。これはまた、図３ａ～３ｂに示されており、搬送工程（ｃ）は、非常に小さい温度降下を示す。小さい温度降下は、通常、システム（２００）の様々な装置を通るビレットの流れの好適なスケジューリングと組み合わせて、予熱装置と押出し成形装置との間の短い距離を利用することによって完了する。予熱装置から押出し成形装置へ小さい温度降下を維持することは、所望の微構造および特性を容易に得ることができる。予熱工程（１２０）で用いられる高い予熱温度により、押出しプレス（２３０）は、押出し成形工程（１３０）中にビレットを迅速かつ効率的に最終製品に押出し成形し、生産性を増大させることができる。
【0014】
一実施形態では、ビレットは、予熱装置を出る時から押出し成形装置に入る時まで、温度降下を７５°Ｆ以内にする。別の実施形態では、ビレットは、予熱装置を出る時から押出し成形装置に入る時まで、温度降下を５０°Ｆ以内にする。さらに別の実施形態では、ビレットは、予熱装置を出る時から押出し成形装置に入る時まで、温度降下を４０°Ｆ以内にする。別の実施形態では、ビレットは、予熱装置を出る時から押出し成形装置に入る時まで、温度降下を３０°Ｆ以内にする。さらに別の実施形態では、ビレットは、予熱装置を出る時から押出し成形装置に入る時まで、温度降下を２０°Ｆ以内にする。別の実施形態では、ビレットは、予熱装置を出る時から押出し成形装置に入る時まで、温度降下を１０°Ｆ以内にする。さらに別の実施形態では、ビレットは、予熱装置を出る時から押出し成形装置に入る時まで、温度降下を５°Ｆ以内にする。別の実施形態では、ビレットは、予熱装置を出る時から押出し成形装置に入る時まで、温度降下を２°Ｆ以内にする。
【0015】
押出し成形工程（１３０）は、一般的に、押出し成形装置、例えば押出しプレス（２３０）を用いて、ビレットを好適な最終製品、例えばバー、ロッド、管、または複合形状に押出し成形することを含む。押出し成形工程は、直接的または間接的な押出し成形によって達成されることができる。一つの方法では、押出し成形工程（１３０）は、ビレットおよび押出し成形された製品を予熱温度以上に維持することを含む。一実施形態では、押出し成形工程は、押出し成形工程（１３０）の間に押出し成形された製品を加熱することを含む。押出し成形加熱は、例えば、押出し成形工程中に押出し成形装置（例えば、押出プレス（２３０））によってビレットに加えられた摩擦によって生じる場合がある。例えば、図３ａ～３ｂに示すように、押出し工程（ｄ）の間、製品の温度は予熱温度（ＴＭＲ）と比べて上昇し、最終的に押出し成形出口温度（ＥＥＴ）を得る。押出し成形出口温度（ＥＥＴ）は、押出し成形装置を出た直後の押出し成形された製品の温度である。一実施形態では、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）は、予熱温度よりも少なくとも１０°Ｆ高い。別の実施形態では、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）は、予熱温度よりも少なくとも２０°Ｆ高い。さらに別の実施形態では、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）は、予熱温度よりも少なくとも３０°Ｆ高い。別の実施形態では、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）は、予熱温度よりも少なくとも４０°Ｆ高い。さらに別の実施形態では、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）は、予熱温度よりも少なくとも５０°Ｆ高い。
【0016】
次に、押出し成形された製品が押出し成形装置（１４０）から排出される。排出工程（１４０）の一部として、押出し成形された製品の温度は、製品が水または他の好適な焼き入れ媒体によって焼き入れされる（１５０）ことができるまで、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）近くの温度に維持される（１４５）。これはまた図３ａ～３ｂにも示され、押出し成形工程（ｄ）から焼き入れ工程（ｆ）までの温度降下（ｅ）が小さい。一つの方法では、押出し成形された製品の温度は、焼き入れ工程（１５０）が開始されるまで、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）の１００°Ｆ以内に維持される。一実施形態では、押出し成形された製品の温度は、焼き入れ工程（１５０）が開始されるまで、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）の７５°Ｆ以内に維持される。別の実施形態では、押出し成形された製品の温度は、焼き入れ工程（１５０）が開始されるまで、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）の５０°Ｆ以内に維持される。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の温度は、焼き入れ工程（１５０）が開始されるまで、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）の４０°Ｆ以内に維持される。別の実施形態では、押出し成形された製品の温度は、焼き入れ工程（１５０）が開始されるまで、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）の３０°Ｆ以内に維持される。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の温度は、焼き入れ工程（１５０）が開始されるまで、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）の２０°Ｆ以内に維持される。別の実施形態では、押出し成形された製品の温度は、焼き入れ工程（１５０）が開始されるまで、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）の１０°Ｆ以内に維持される。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の温度は、焼き入れ工程（１５０）が開始されるまで、押出し成形出口温度（ＥＥＴ）の５°Ｆ以内に維持される。
【0017】
一実施形態では、維持工程（１４５）は、押出し成形された製品を、焼き入れ工程（１５０）が開始するまで、ソルバス温度以上に維持することを含む。一実施形態では、維持工程（１４５）は、押出し成形された製品を、焼き入れが開始するまで、ソルバス温度よりも少なくとも５°Ｆ高く維持することを含む。別の実施形態では、維持工程（１４５）は、押出し成形された製品を、焼き入れが開始するまで、ソルバス温度よりも少なくとも１０°Ｆ高く維持することを含む。さらに別の実施形態では、維持工程（１４５）は、押出し成形された製品を、焼き入れが開始するまで、ソルバス温度よりも少なくとも１５°Ｆ高く維持することを含む。別の実施形態では、維持工程（１４５）は、押出し成形された製品を、焼き入れが開始するまで、ソルバス温度よりも少なくとも２０°Ｆ高く維持することを含む。さらに別の実施形態では、維持工程（１４５）は、押出し成形された製品を、焼き入れが開始するまで、ソルバス温度よりも少なくとも２５°Ｆ高く維持することを含む。別の実施形態では、維持工程（１４５）は、押出し成形された製品を、焼き入れが開始するまで、ソルバス温度よりも少なくとも３０°Ｆ高く維持することを含む。さらに別の実施形態では、維持工程（１４５）は、押出し成形された製品を、焼き入れが開始するまで、ソルバス温度よりも少なくとも３５°Ｆ高く維持することを含む。別の実施形態では、維持工程（１４５）は、押出し成形された製品を、焼き入れが開始するまで、ソルバス温度よりも少なくとも４０°Ｆ高く維持することを含む。
【0018】
図２に示すように、出口シュラウド（２４０）を使用して、維持工程（１４５）を容易にしてもよい。出口シュラウド（２４０）は、維持工程（１４５）を容易にするために、押出し成形装置（２３０）の出口に直接隣接してもよい。例えば、ここで図４を参照すると、ビレットが押出しダイスを通して押出し成形される際に、押出しプレストンネルに排出される。押出しプレストンネル内には、一つまたは複数のパッシブおよび／またはアクティブ加熱装置が配置されてもよい。パッシブ加熱装置の例として、押出し成形された製品から放射された熱を製品に向かって反射させるように設計された周囲のシールドが挙げられる。周囲のシールドは、押出し成形された製品を完全に覆う（例えば取り囲む）、または押出し成形された製品を部分的に取り囲むことができる。一実施形態では、熱シールドは、押出し成形された製品、例えば金属（例えば、ステンレス鋼）から放射される熱を反射するように構成される材料を含む。例えば、断熱材、例えば、支持されたガラス繊維、セラミック繊維、鉱物ウールブランケットを使用して、または代替として使用して、押出し成形された製品の温度を必要な許容範囲内に維持することもできる。熱を保持するのに役立つ他の装置には、ホットエアーカーテンまたは物理的なカーテン、例えばチェーンメールが含まれる。
【0019】
一つの実施形態では、押出しプレストンネル（図４）の形態であることができる出口シュラウド（２４０）は、一つまたは複数のアクティブ加熱装置を備えることができる。アクティブ加熱装置の例としては、放射ヒートランプ、ホットエアーファン、および抵抗ヒーター等が挙げられる。アクティブおよびパッシブ加熱装置／材料の両方が使用されてもよい。
【0020】
図１～２を再び参照すると、排出工程（１４０）の後、押出し成形された製品は、焼き入れ装置（２５０）、例えば固定式または可動式水スプレーおよび／または水浴を含む装置に直ちに移動され、製品を好適な低温、例えば室温に急速に焼き入れる。これは、例えば、図３ａ～３ｂに例示され、焼き入れ工程（ｆ）は、出口シュラウドから受け取った押出し成形された製品をＴ室温に迅速に焼き入れする。
【0021】
上記のように、焼き入れ工程（１５０）は、排出工程（１４０）の直後に行われる。焼き入れ工程は、押出し成形された製品の露出部が出口シュラウド（２４０）を出るとき、すなわち、露出部がもはや出口シュラウド（２４０）内に収容されていない場合に、露出部に接触することによって開始することができる。一実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度の５０°Ｆ以内である。別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度の４０°Ｆ以内である。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度の３０°Ｆ以内である。別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度の２０°Ｆ以内である。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度の１０°Ｆ以内である。別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度以上である。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度より少なくとも５°Ｆ高い。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度より少なくとも１０°Ｆ高い。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度より少なくとも１５°Ｆ高い。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度より少なくとも２０°Ｆ高い。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度より少なくとも２５°Ｆ高い。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度より少なくとも３０°Ｆ高い。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度より少なくとも３５°Ｆ高い。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度より少なくとも４０°Ｆ高い。さらに別の実施形態では、押出し成形された製品の露出部は、焼き入れ媒体が排出された押出し成形された製品に最初に接触する時、ソルバス温度より少なくとも４５°Ｆ高い。
【0022】
上記のように、焼き入れ工程（１５０）は、押出し成形された製品の露出部に、それらが出口シュラウド（２４０）を出る際に接触することによって開始することができる。図４に示すように、これは、例えば、押出しプレストンネルの形態であることができる出口シュラウドの出口に直接隣接して配置される水スプレーを使用することによって達成されることができる。一実施形態では、水は、出口シュラウドから出てから６０秒以内に押出し成形品の露出部に接触する。別の実施形態では、水は、出口シュラウドから出てから４５秒以内に押出し成形品の露出部に接触する。さらに別の実施形態では、水は、出口シュラウドから出てから３０秒以内に押出し成形品の露出部に接触する。別の実施形態では、水は、出口シュラウドから出てから２０秒以内に押出し成形品の露出部に接触する。さらに別の実施形態では、水は、出口シュラウドから出てから１０秒以内に押出し成形品の露出部に接触する。別の実施形態では、水は、出口シュラウドから出てから８秒以内に押出し成形品の露出部に接触する。さらに別の実施形態では、水は、出口シュラウドから出てから５秒以内に押出し成形品の露出部に接触する。
【0023】
引き続き図４を参照すると、焼き入れ装置は、焼き入れ浴、例えば浸漬浴（静的水冷却）を含むことができる。焼き入れ浴は、任意の焼き入れ水スプレーの下流に配置されてもよい。水浴を使用して、押出し成形された製品（押出し成形品）を、容易に好適な温度にさらに急速に冷却する（例えば、図３ａ～３ｂ（Ｔ室温）に示されるように、室温に焼き入れする）ことができる。一実施形態では、押出し成形品と水の間の相対運動により、押出し成形品の表面にせん断流が形成され、冷却効率が高まる。一実施形態では、水浴は、少なくとも１°Ｆ／秒の焼き入れ速度を促進する。水浴焼き入れ速度は、水浴に入る前に押出し成形品の温度を測定し、そして押出し成形された製品が１２５°Ｆの温度に達するのにかかる時間を測定することによって測定される。別の実施形態では、水浴は、少なくとも５°Ｆ／秒の焼き入れ速度を促進する。さらに別の実施形態では、水浴は、少なくとも１０°Ｆ／秒の焼き入れ速度を促進する。別の実施形態では、水浴は、少なくとも２０°Ｆ／秒の焼き入れ速度を促進する。さらに別の実施形態では、水浴は、少なくとも３０°Ｆ／秒の焼き入れ速度を促進する。
【0024】
本発明のシステム／方法を説明するために本明細書では水が使用されるが、任意の好適な焼き入れ媒体を使用することができ、その焼き入れ媒体は液体形態であることが好ましい。
【0025】
以下の実施例の節に示すように、上記の工程（１２０）～（１５０）およびそれらに関連するシステム構成要素（２２０）～（２５０）は、改善された微構造、したがって改善された特性の組み合わせを有するプレス焼き入れされた６ｘｘｘアルミニウム合金製品を容易に製造する。図３ａ～３ｂに例示するように、そのようなプレス焼き入れされた製品を、追加の溶体化熱処理固定なしに、直ちに時効（ｇ）および／またはさらに冷間加工（ｈ）（例えば、引き抜き加工）することができる。例えば、図３ａ～３ｂに例示するように、焼き入れ後、押出し成形された製品は、Ｔ６、Ｔ８、またはＴ９テンパーのいずれかで処理されてもよい。このようなＴ６、Ｔ８またはＴ９テンパー処理された製品は、概して、本明細書に記載のプレス焼き入れ方法および装置によって、改善された特性の組み合わせを得る。
【0026】
当然のことながら、維持工程（１４５）は任意である。例えば、一実施形態では、押出し成形された製品は、押出し成形装置から排出される（１４０）ことができきるが、出口シュラウド（２４０）を使用しない。このような実施形態では、押出し成形された製品は、高張力特性が必要とされる場合、排出工程（１４０）後にできるだけ早く焼き入れされる（１５０）べきである。
【0027】
＜ＩＩ．組成物＞
上記のように、新規のシステムおよび方法は、押出し成形に適した任意の６ｘｘｘアルミニウム合金に適用されることができる。一実施形態では、６ｘｘｘアルミニウム合金は、０．２～２．０重量％のＳｉ、０．２～１．５重量％のＭｇ、０．０７～１．０重量％のＭｎ、最大１．５重量％のＢｉ、最大１．５重量％のＳｎ、最大１．０重量％のＣｕ、最大１．０重量％のＺｎ、最大０．７重量％のＰｂ、最大０．７重量％のＦｅ、最大０．３５重量％のＣｒ、最大０．３５重量％のＶ、最大０．２５重量％のＺｒ、および最大０．２０重量％のＴｉを含み、残部は、アルミニウム、任意の付随元素、および不純物である。
上記のように、新規のシステムおよび方法は、押出し成形に適した任意の６ｘｘｘアルミニウム合金に適用されることができる。一実施形態では、６ｘｘｘアルミニウム合金は、０．２～２．０重量％のＳｉ、０．２～１．５重量％のＭｇ、０．０７～１．０重量％のＭｎ、最大１．５重量％のＢｉ、最大１．５重量％のＳｎ、最大１．０重量％のＣｕ、最大１．０重量％のＺｎ、最大０．７重量％のＰｂ、最大０．７重量％のＦｅ、最大０．３５重量％のＣｒ、最大０．３５重量％のＶ、最大０．２５重量％のＺｒ、および最大０．２０重量％のＴｉを含み、残部は、アルミニウム、任意の付随元素、および不純物である。
【0028】
本明細書で使用される場合、「付随元素」とは、上に列挙された元素以外の、随意に合金に添加して合金の製造を補助することができる元素または材料を意味する。付随元素の例としては、鋳造助剤、例えば脱酸剤が挙げられる。任意選択の付随元素は、最大１．０重量％の累積量で合金中に含まれ得る。一つの非限定的な例として、鋳造中に一つまたは複数の付随元素を合金に添加して、例えば、酸化物のしわ、ピット、および酸化物のパッチによるインゴットの割れを低減または制限する（場合によっては除く）ことができる。これらのタイプの付随元素は、概して、本明細書では脱酸化剤と称する。一部の脱酸化剤の例としては、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢｅが挙げられる。カルシウム（Ｃａ）が合金中に含まれる場合、カルシウム（Ｃａ）は、概して、最大約０．０５重量％、または最大約０．０３重量％の量で存在する。いくつかの実施形態では、Ｃａは、０．００１～０．００８重量％（または１０～８０ｐｐｍ）など、約０．００１～０．０３重量％または約０．０５重量％の量で合金中に含まれる。ストロンチウム（Ｓｒ）を、Ｃａの代用として（全体的または部分的に）合金中に含めることができ、ひいては、Ｃａと同じまたは同様の量で合金中に含めることができる。従来、ベリリウム（Ｂｅ）の添加は、インゴットのひび割れの傾向を低減するのに役立ったが、環境、健康、および安全上の理由から、合金のいくつかの実施形態は、実質的にＢｅを含まない。Ｂｅが合金中に含まれる場合、概して、最大約２０ｐｐｍの量で存在する。付随元素は、わずかな量で存在し得るか、または有意な量で存在し得、また合金が本明細書に記載の望ましい特性を保持する限り、本明細書に記載の合金から逸脱することなく、付随元素自体で望ましいまたは他の特性を加え得る。しかしながら、本明細書において所望されるおよび獲得される特性の組み合わせに別段に影響を及ぼさないであろう数量の元素が単に添加されることでは、本開示の範囲は回避されるべきではない／回避され得ないことが理解されるべきである。
【0029】
新規の６ｘｘｘアルミニウム合金は、少量の不純物を含有し得る。一実施形態では、新規の６ｘｘｘアルミニウム合金は、合計で０．１５重量％以下の不純物を含み、該アルミニウム合金は、各々が０．０５重量％以下の不純物を含む。別の実施形態では、新規の６ｘｘｘアルミニウム合金は、合計で０．１０重量％以下の不純物を含み、該アルミニウム合金は、各々が０．０３重量％以下の不純物を含む。
【0030】
一実施形態では、６ｘｘｘアルミニウム合金は、６０２６ＬＦ、６０２０、６２６２Ａおよび６０６１アルミニウム合金のうちの一つである。本明細書に記載される従来の６０２０、６２６２Ａ、および６０６１合金の組成物は、「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｌｌｏｙ Ｒｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ｗｒｏｕｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ Ｗｒｏｕｔ Ａｌｕｍｉｎａｌ Ａｌｌｏｙｓ」（２０１５）と題する、Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎの文書による。「６０２６ＬＦ」合金は、６０２６合金の無鉛バージョンであり、０．６０～１．４０重量％のＳｉ、≦０．７０重量％のＦｅ、０．２０～０．５０重量％のＣｕ、０．２０～１．００重量％のＭｎ、０．６０～１．２０重量％のＭｇ、≦０．３０重量％のＣｒ、≦０．３０重量％のＺｎ、≦０．２０重量％のＴｉ、≦０．０５重量％のＳｎ、≦０．０５重量％のＰｂ、および０．５０～１．５０重量％のＢｉを含み、残部はアルミニウムおよび不純物である。
【0031】
本方法およびシステムは、６ｘｘｘアルミニウム合金に関して説明されてきたが、このような方法およびシステムはまた、他の熱処理可能な（析出硬化可能な）アルミニウム合金、例えば２ｘｘｘまたは７ｘｘｘアルミニウム合金にも適用できることが予想される。したがって、本特許出願はまた、２ｘｘｘアルミニウム合金を押出し成形する方法およびシステム、ならびに７ｘｘｘアルミニウム合金を押出し成形する方法およびシステムを明確に対象とする。２ｘｘｘアルミニウム合金の場合、適用可能なソルバス温度には、シータ（θ）、オメガ（Ω）、および／またはＳ相等に関連するものが含まれる場合がある。７ｘｘｘアルミニウム合金の場合、適用可能なソルバス温度には、イータ（η）相等に関連するものが含まれる。
【0032】
＜ＩＩＩ．微細構造(microstructure)＞
上記のように、６ｘｘｘアルミニウム合金製品は、発明の微構造を実現することができる。一つの方法では、６ｘｘｘ押出し成形された製品のＴ／１０から９Ｔ／１０まで測定した６ｘｘｘアルミニウム合金は、未再結晶微構造を得、未再結晶微構造は、少なくとも５０体積％の未再結晶粒を含む。一実施形態では、未再結晶粒の少なくとも６０％は繊維状粒である。繊維状粒は、少なくとも５：１のアスペクト比（粒の長さ／直径）を有する粒である。一実施形態では、未再結晶微構造の平均粒径は２００ミクロン以下である。
上記のように、６ｘｘｘアルミニウム合金製品は、発明の微構造を実現することができる。一つの方法では、６ｘｘｘ押出し成形された製品のＴ／１０から９Ｔ／１０まで測定した６ｘｘｘアルミニウム合金は、未再結晶微構造を得、未再結晶微構造は、少なくとも５０体積％の未再結晶粒を含む。一実施形態では、未再結晶粒の少なくとも６０％は繊維状粒である。繊維状粒は、少なくとも５：１のアスペクト比（粒の長さ／直径）を有する粒である。一実施形態では、未再結晶微構造の平均粒径は２００ミクロン以下である。
【0033】
別の方法では、６ｘｘｘ押出し成形された製品のＴ／１０から９Ｔ／１０まで測定した６ｘｘｘ押出し成形された製品は、再結晶化された微構造を得、再結晶化された微構造は少なくとも５０体積％の再結晶粒を含む。一実施形態では、再結晶粒の少なくとも６０％は、５：１（Ｌ：ＬＴ）未満のアスペクト比（例えば、１：１～４．９：１、または１．５：１～４．９：１）を有する等軸粒である。一実施形態では、再結晶化された微構造の平均粒径は、２００ミクロン以下である。
【0034】
＜ＩＶ．特性＞
上記のように、新規の６ｘｘｘアルミニウム合金は、改善された特性の組み合わせ、例えば改善された強度と伸びとの組み合わせを得ることができる。
上記のように、新規の６ｘｘｘアルミニウム合金は、改善された特性の組み合わせ、例えば改善された強度と伸びとの組み合わせを得ることができる。
【0035】
一実施形態では、新規の６ｘｘｘアルミニウム合金は、新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品、すなわち、本明細書に記載の発明の方法および／またはシステムによって製造された製品である。新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品は、従来のプレス焼き入れされた６０２６ＬＦ製品よりも、少なくとも５％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型的な）を実現することができる。一実施形態では、新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品は、同じ製品形状、サイズ、および焼き戻しの従来のプレス焼き入れされた６０２６ＬＦ製品よりも、少なくとも１０％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。別の実施形態では、新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品は、同じ製品形状、サイズ、および焼き戻しの従来のプレス焼き入れされた６０２６ＬＦ製品よりも、少なくとも１５％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。さらに別の実施形態では、新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品は、同じ製品形状、サイズ、および焼き戻しの従来のプレス焼き入れされた６０２６ＬＦ製品よりも、少なくとも２０％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。一実施形態では、新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品は、少なくとも５４ｋｓｉ、または少なくとも５５ｋｓｉ、または少なくとも５６ｋｓｉ、または少なくとも５７ｋｓｉ、またはそれ以上の引張降伏強度（典型的）（Ｌ）を得る。
【0036】
一実施形態では、新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品は、少なくとも３％の伸び（長手方向またはＬ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。別の実施形態では、新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品は、少なくとも４％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。さらに別の実施形態では、新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品は、少なくとも５％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。別の実施形態では、新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品は、少なくとも６％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。さらに別の実施形態では、新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品は、少なくとも７％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。別の実施形態では、新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品は、少なくとも８％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。別の実施形態では、新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品は、少なくとも９％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。さらに別の実施形態では、新規の６０２６ＬＦ押出し成形された製品は、少なくとも１０％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。
【0037】
一つの方法では、新規の押出し成形された６０２６ＬＦアルミニウム合金製品は、以下の“ＥＢＳＤ試料手順”にしたがって測定された、（ａ）１７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織および（ｂ）少なくとも９．７の最大ＯＤＦ［００１］強度のうちの少なくとも一つを得る。一実施形態では、押出し成形された６０２６ＬＦアルミニウム合金は、少なくとも１８体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１９体積％の立方体（ＥＤ）集合組織を得る。一実施形態では、押出し成形された６０２６ＬＦアルミニウム合金製品は、少なくとも９．８、または少なくとも１０．０、または少なくとも１０．２、または少なくとも１０．４、または少なくとも１０．６、または少なくとも１０．８、または少なくとも１１．０、または少なくとも１１．２の最大ＯＤＦ［００１］強度を得る。
【0038】
一実施形態では、新規の６ｘｘｘアルミニウム合金は、新規の６０２０押出し成形された製品、すなわち、本明細書に記載の本発明の方法および／またはシステムによって製造された製品である。新規の６０２０ＬＦ押出し成形された製品は、同じ製品形状、サイズ、および焼き戻しの従来のプレス焼き入れされた６０２０製品、例えば、米国特許第７，４２２，６４５号にしたがって製造された６０２０押出し成形された製品よりも、少なくとも５％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。一実施形態では、新規の６０２０押出し成形された製品は、同じ製品形状、サイズ、および焼き戻しの従来のプレス焼き入れされた６０２０製品よりも、少なくとも１０％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。別の実施形態では、新規の６０２０押出し成形された製品は、同じ製品形状、サイズ、および焼き戻しの従来のプレス焼き入れされた６０２０製品よりも、少なくとも１５％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。さらに別の実施形態では、新規の６０２０押出し成形された製品は、同じ製品形状、サイズ、および焼き戻しの従来のプレス焼き入れされた６０２０製品よりも、少なくとも２０％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。一実施形態では、新規の押出し成形された６０２０製品は、少なくとも３４ｋｓｉ、または少なくとも３５ｋｓｉ、または少なくとも３６ｋｓｉ、または少なくとも３７ｋｓｉ、または少なくとも３８ｋｓｉ、または少なくとも３９ｋｓｉ、または少なくとも４０ｋｓｉ、または少なくとも４１ｋｓｉ、または少なくとも４２ｋｓｉ、または少なくとも４３ｋｓｉ、または少なくとも４４ｋｓｉ、または少なくとも４５ｋｓｉの張張降伏強度（典型）（Ｌ）を得る。一実施形態では、新規の６０２０押出し成形された製品は、少なくとも８％の伸び（長手方向またはＬ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。別の実施形態では、新規の６０２０押出し成形された製品は、少なくとも９％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。さらに別の実施形態では、新規の６０２０押出し成形された製品は、少なくとも１０％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。別の実施形態では、新規の６０２０押出し成形された製品は、少なくとも１１％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。さらに別の実施形態では、新規の６０２０押出し成形された製品は、少なくとも１２％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。別の実施形態では、新規の６０２０押出し成形された製品は、少なくとも１３％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。さらに別の実施形態では、新規の６０２０押出し成形された製品は、少なくとも１４％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。別の実施形態では、新規の６０２０押出し成形された製品は、少なくとも１５％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。
【0039】
一つの方法では、新規の押出し成形された６０２０アルミニウム合金製品は、以下の“ＥＢＳＤ試料手順”にしたがって測定された、（ａ）１７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織および（ｂ）少なくとも３．６の最大ＯＤＦ［００１］強度のうちの少なくとも一つを得る。一実施形態では、新規の押出し成形された６０２０アルミニウム合金製品は、少なくとも１８体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１９体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２０体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２１体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも２２体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２３体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも２４体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２５体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２６体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、またはそれ以上を得る。一実施形態では、新規の６０２０押出し成形されたアルミニウム合金製品は、少なくとも３．８、または少なくとも４．０、または少なくとも４．２、または少なくとも４．４、または少なくとも４．６、または少なくとも４．８、または少なくとも５．０、または少なくとも５．２、または少なくとも５．４、または少なくとも５．６、または少なくとも５．８、または少なくとも６．０、または少なくとも６．２、または少なくとも６．４、または少なくとも６．６、または少なくとも６．８、少なくとも７．０の最大ＯＤＦ［００１］強度を得る。
【0040】
一実施形態では、新規の６ｘｘｘアルミニウム合金は、新規の６２６２Ａ押出し成形された製品、すなわち、本明細書に記載の発明の方法および／またはシステムによって製造された製品である。新規の６２６２Ａ押出し成形された製品は、従来のプレス焼き入れされた６２６２Ａ製品よりも、少なくとも５％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。一実施形態では、新規の６２６２Ａ押出し成形された製品は、同じ製品形状、サイズ、および焼き戻しの従来のプレス焼き入れされた６２６２Ａ製品よりも、少なくとも１０％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。別の実施形態では、新規の６２６２Ａ押出し成形された製品は、同じ製品形状、サイズ、および焼き戻しの従来のプレス焼き入れされた６２６２Ａ製品よりも、少なくとも１５％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。さらに別の実施形態では、新規の６２６２Ａ押出し成形された製品は、同じ製品形状、サイズ、および焼き戻しの従来のプレス焼き入れされた６２６２Ａ製品よりも、少なくとも２０％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。一実施形態では、新規の６２６２Ａ押出し成形された製品は、少なくとも３７ｋｓｉ、少なくとも３８ｋｓｉ、少なくとも３９ｋｓｉ、または少なくとも４０ｋｓｉ、または少なくとも４１ｋｓｉ、または少なくとも４２ｋｓｉ、または少なくとも４３ｋｓｉ、または少なくとも４４ｋｓｉ、または少なくとも４５ｋｓｉ、または少なくとも４６ｋｓｉ、または少なくとも４７ｋｓｉ、または少なくとも４８ｋｓｉ、または少なくとも４９ｋｓｉ、または少なくとも５０ｋｓｉ、または少なくとも５１ｋｓｉ、または少なくとも５２ｋｓｉ、または少なくとも５３ｋｓｉ、または少なくとも５４ｋｓｉの引張降伏強度（典型）（Ｌ）を得る。一実施形態では、新規の６２６２Ａ押出し成形された製品は、少なくとも５％の伸び（長手方向またはＬ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。別の実施形態では、新規の６２６２Ａ押出し成形された製品は、少なくとも６％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。さらに別の実施形態では、新規の６２６２Ａ押出し成形された製品は、少なくとも７％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。別の実施形態では、新規の６２６２Ａ押出し成形された製品は、少なくとも８％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。
【0041】
一つの方法では、新規の押出し成形された６２６２Ａアルミニウム合金製品は、以下の“ＥＢＳＤ試料手順”にしたがって測定された、（ａ）１８体積％の立方体（ＥＤ）集合組織および（ｂ）少なくとも３．９の最大ＯＤＦ［００１］強度のうちの少なくとも一つを得る。一実施形態では、新規の押出し成形された６２６２Ａアルミニウム合金製品は、少なくとも１９体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２０体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２１体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも２２体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２３体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも２４体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２５体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２６体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも２７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織を得る。一実施形態では、新規の押出し成形された６２６２Ａアルミニウム合金製品は、少なくとも３．８、または少なくとも４．０、または少なくとも４．２、または少なくとも４．４、または少なくとも４．６、または少なくとも４．８、または少なくとも５．０、または少なくとも５．２、または少なくとも５．４、または少なくとも５．６、または少なくとも５．８、または少なくとも６．０、または少なくとも６．２、または少なくとも６．４、または少なくとも６．６、または少なくとも６．８、または少なくとも７．０の最大ＯＤＦ［００１］強度を得る。
【0042】
一実施形態では、新規の６ｘｘｘアルミニウム合金は、新規の６０６１押出し成形された製品、すなわち、本明細書に記載の本発明の方法および／またはシステムによって製造された製品である。新規の６０６１押出し成形された製品は、従来のプレス焼き入れされた６０６１製品よりも、少なくとも５％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。一実施形態では、新規の６０６１押出し成形された製品は、同じ製品形状、サイズ、および焼き戻しの従来のプレス焼き入れされた６０６１製品よりも、少なくとも１０％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。別の実施形態では、新規の６０６１押出し成形された製品は、同じ製品形状、サイズ、および焼き戻しの従来のプレス焼き入れされた６０６１製品よりも、少なくとも１５％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。さらに別の実施形態では、新規の６０６１押出し成形された製品は、同じ製品形状、サイズ、および焼き戻しの従来のプレス焼き入れされた６０６１製品よりも、少なくとも２０％高い引張降伏強度（典型）および／または引張強度（典型）を得ることができる。一実施形態では、新規の押出し成形された６０６１製品は、少なくとも２２ｋｓｉ、または少なくとも２４ｋｓｉ、または少なくとも２６ｋｓｉ、または少なくとも２８ｋｓｉ、または少なくとも３０ｋｓｉ、または少なくとも３２ｋｓｉ、または少なくとも３４ｋｓｉ、または少なくとも３６ｋｓｉ、または少なくとも３８ｋｓｉ、または少なくとも４０ｋｓｉ、または少なくとも４２ｋｓｉ、または少なくとも４４ｋｓｉ、または少なくとも４６ｋｓｉ、または少なくとも４７ｋｓｉ、または少なくとも４８ｋｓｉ、または少なくとも４９ｋｓｉ、または少なくとも５０ｋｓｉ、または少なくとも５１ｋｓｉ、または少なくとも５２ｋｓｉの引張降伏強度（典型）（Ｌ）を得る。一実施形態では、新規の６０６１押出し成形された製品は、少なくとも８％の伸び（長手方向またはＬ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。別の実施形態では、新規の６０６１押出し成形された製品は、少なくとも１０％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。さらに別の実施形態では、新規の６０６１押出し成形された製品は、少なくとも１２％（Ｌ）の伸びと組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。別の実施形態では、新規の６０６１押出し成形された製品は、少なくとも１４％の伸び（Ｌ）と組み合わせて、上記の強度値を得ることができる。
【0043】
一つの方法では、新規の押出し成形された６０６１アルミニウム合金製品は、以下の“ＥＢＳＤ試料手順”にしたがって測定された、（ａ）５体積％の立方体（ＥＤ）集合組織および（ｂ）少なくとも２．０の最大ＯＤＦ［００１］強度のうちの少なくとも一つを得る。一実施形態では、新規の押出し成形された６０６１アルミニウム合金製品は、少なくとも６体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも８体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも９体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも１０体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１１体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、少なくとも１２体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１３体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１４体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１５体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１６体積％の立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織を得る。一実施形態では、新規の押出し成形された６０６１アルミニウム合金製品は、少なくとも２．５、または少なくとも３．０、または少なくとも３．５、または少なくとも４．０、または少なくとも４．５、または少なくとも５．０、または少なくとも５．５、または少なくとも６．０、または少なくとも６．５、または少なくとも７．０、または少なくとも７．５、または少なくとも８．０、または少なくとも８．５、または少なくとも９．０、または少なくとも９．５、または少なくとも１０．０、または少なくとも１０．２、または少なくとも１０．４、または少なくとも１０．６、または少なくとも１０．８の最大ＯＤＦ［００１］強度を得る。
【0044】
＜Ｖ．製品用途＞
本明細書に記載の新規６ｘｘｘ押出し成形されたアルミニウム合金製品は、さまざまな製品用途、例えばロッド、バー、形状で使用されることができる。このような製品は、（例えば、Ｓｎ、Ｂｉ、および／またはＰｂを含む快削６ｘｘｘアルミニウム合金の）トランスミッションバルブの製造に使用できる 。自動車用構造部品も製造されることができる。押出し成形はまた、電気コネクターとして、および一般産業用途で使用されることができる。
本明細書に記載の新規６ｘｘｘ押出し成形されたアルミニウム合金製品は、さまざまな製品用途、例えばロッド、バー、形状で使用されることができる。このような製品は、（例えば、Ｓｎ、Ｂｉ、および／またはＰｂを含む快削６ｘｘｘアルミニウム合金の）トランスミッションバルブの製造に使用できる 。自動車用構造部品も製造されることができる。押出し成形はまた、電気コネクターとして、および一般産業用途で使用されることができる。
【0045】
＜ＶＩ．定義＞
「熱間加工」、例えば熱間押出し加工とは、高温、概ね少なくとも２５０°Ｆでアルミニウム合金製品を加工することを意味する。歪硬化は、熱間加工中に制限／回避され、概して熱間加工と冷間加工とを区別する。
「熱間加工」、例えば熱間押出し加工とは、高温、概ね少なくとも２５０°Ｆでアルミニウム合金製品を加工することを意味する。歪硬化は、熱間加工中に制限／回避され、概して熱間加工と冷間加工とを区別する。
【0046】
「冷間加工」、例えば冷間引抜きとは、熱間加工温度とはみなされない温度、概ね約２５０°Ｆ未満で（例えば、周囲温度で）、アルミニウム合金製品を加工することを意味する。
【0047】
テンパーの定義は、アルミニウム協会が発表した“Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｌｌｏｙ ａｎｄ Ｔｅｍｐｅｒ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ”と題するＡＮＳＩ Ｈ３５．１（２００９）による。
【0048】
強度および伸びは、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ－１６ａおよびＢ５５７－１５に従って測定される。
【0049】
＜ＶＩＩ．種々の事項＞
この新規技術の、これらおよび他の態様、利点、ならびに新規の特徴は、以下の説明によって部分的に記載され、以下の説明および図面の考察により当業者に明らかであり、または本開示によって提供される技術の一つ以上の実施形態を実施することによって学習され得る。
この新規技術の、これらおよび他の態様、利点、ならびに新規の特徴は、以下の説明によって部分的に記載され、以下の説明および図面の考察により当業者に明らかであり、または本開示によって提供される技術の一つ以上の実施形態を実施することによって学習され得る。
【0050】
図は、本明細書の一部を構成し、本開示の例示的な実施形態を含み、様々な対象物およびその特徴を例示する。加えて、図に示される任意の測定値、仕様等は、例示的であり、限定的ではないことを意図する。従って、本明細書に開示される特定の構造的および機能的詳細は、限定として解釈されるべきではなく、本発明を様々に用いることを当業者に教示するための単に代表的な根拠として解釈されるべきである。
【0051】
開示された利点および改良点の中で、本発明の他の目的および利点は、添付図面と共に以下の説明から明らかになるであろう。本発明の詳細な実施形態は、本明細書に開示されているが、しかしながら、開示された実施形態は、様々な形態で具現化され得る本発明を単に例示するものであることを理解されたい。さらに、本発明の様々な実施形態に関連して掲げる各実施例は、例示として、また限定的ではないことを意図する。
【0052】
明細書および特許請求の範囲全体を通して、以下の語は、文脈において別段の明らかな指示がない限り、本明細書に明確に関連する意味を取る。本明細書で使用される「一実施形態では」および「いくつかの実施形態では」という句は、必ずしも同じ実施形態を指すとは限らないが、そうである場合もある。さらに、本明細書で使用する「別の実施形態では」および「いくつかの他の実施形態では」という句は、必ずしも異なる実施形態を指すとは限らないが、そうである場合もある。したがって、本発明の様々な実施形態は、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、容易に組み合わせてもよい。
【0053】
加えて、本明細書で使用される場合、「または」の語は包括的な「ｏｒ（または）」の機能語であり、文脈において別段の明らかな指示がない限り、「および／または」の語と同等である。「に基づく」という語は、排他的ではなく、文脈において別段の明らかな指示がない限り、記述されていない追加的な要素に基づくことができる。さらに、本明細書全体を通して、「ａ（一つの）」、「ａｎ（一つの）」、および「ｔｈｅ（その）」は、文脈において別段の明らかな指示がない限り、複数形の意味を含む。「ｉｎ」は、文脈において別段の明らかな指示がない限り、「ｉｎ」及び「ｏｎ」の意味を含む。
【0054】
本発明のいくつかの実施形態を説明してきたが、これらの実施形態は例示的なものにすぎず、限定的なものではなく、また多くの変形が当業者に明らかになり得ることを理解されたい。さらに、文脈が明確に必要な場合を除き、様々なステップが任意の望ましい順序で実行されてもよく、任意の適用可能なステップが追加および／または除去されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【0056】
【0057】
【0058】
【0059】
【0060】
【0061】
【0062】
【0063】
【0064】
【0065】
【0066】
【0067】
【0068】
【0069】
【0070】
【0071】
【0072】
【0073】
【0074】
【発明を実施するための形態】
【0075】
＜実施例１＞
【0076】
従来の６０２６ＬＦ（無鉛）アルミニウム合金は、二つの異なる方法によって製造された。二つの方法の基本的な工程を以下の表１に示す。
第二の本発明の方法を実施するために使用されるシステムは、図２および４に例示されるものと一致する。
【表1】
【0077】
押出し成形品の顕微鏡写真は長軸方向に撮影された。図５ａは、方法１、すなわち従来のプレス焼き入れによって処理された６０２６ＬＦ－Ｔ９合金の微構造を例示する。図５ｂは、方法２、すなわち本発明の方法によって処理された６０２６ＬＦ－Ｔ９合金の微構造を例示する。示すように、方法１では、表面近くに大きな再結晶粒を有する６０２６ＬＦ製品が得られる。反対に、方法２は、断面方向に均一な微細な繊維状の未再結晶粒を生成する。また、図６ｂに示すように、方法２の微構造は、微細かつ小さな構成粒の均一な分布を得ることができ、押出し成形後に完全に別の炉で溶体化熱処理を行う従来の処理をされたロッドのもの（図６ａ）と一致する。
【0078】
図７ａは、方法２に従って製造された０．５６２５インチの押出し成形された６０２６ＬＦ－Ｔ９ロッドによって得られる強度特性を例示する。図７ｂは、これらの同じロッドによって達成される伸び特性を例示する。示すように、押出し成形されたロッドの強度および伸びは、６０２６ＬＦ合金についてのＡＳＴＭの要件を大幅に超えている。測定された特性値はまた、表２に示される。（すべての値は長軸方向に対する値である。）
【表2】
【0079】
本明細書に記載の新規の方法およびシステムは、他の６ｘｘｘアルミニウム合金の微構造および特性も改善する。例えば、図８ａは、図１および図３ｂ（Ｔ８テンパー）に例示される方法と一致する方法を用いて、ならびに図２および４に例示されるものと一致するシステムを用いて調製された６０２０合金の微構造を示す。示すように、押出し成形された６０２０合金の粒は繊維状で、断面方向に均一である。
【0080】
図９ａは、本明細書に記載の本発明の方法およびシステムによって製造された６０２０合金製品の顕微鏡写真を例示する。図９ｂは、従来のプレス焼き入れプロセスによって製造された６０２０合金製品の顕微鏡写真である。新規の６０２０製品は、大きなスズ含有構成粒が少なく、スズ含有構成粒は球状化されている。より微細でより良好に分散されたスズ含有相は、６ｘｘｘ快削合金の機械加工性の向上に貢献する。また、図９ｃ～９ｄに示すように、新規の６０２０製品は、均一に分布している小さな構成粒を得る。このような粒子径および粒度分布は、押出し成形後に完全に別の炉で溶体化熱処理を行う従来の処理をされたロッドのものと一致する。本発明の方法およびシステムによってＴ８テンパーで製造されたロッド形態の６０２０合金（２０％、２５％、および３０％絞り加工で１．１６インチ）の機械的特性を図１０ａ～１０ｂに示す。示すように、強度値および伸び値は、６０２０－Ｔ８ ＡＳＴＭの最小値を大きく上回る。測定された特性値も以下の表３に示される。（すべての値は長軸方向に対する値である。）
【表3】
【0081】
合金６２６２Ａも、（例えば、図１および３ａ（Ｔ９テンパー）ならびに図２および４と一致する）本発明の方法およびシステムによって製造された。この場合も、図１１ａ～図１１ｂに示すように、新規の６２６２Ａ製品は小さな構成粒を含み、粒度分布は均一であり、押出し成形後に完全に別の炉で溶解熱処理を行う従来の処理をされたロッドのものと一致する。本発明の方法およびシステムによってＴ９テンパーで製造されたロッド形態の６２６２Ａ合金（０．５６２６インチロッド）の機械的特性を図１２ａ～１２ｂに示す。示すように、強度値および伸び値は、６２６２Ａ－Ｔ９ ＡＳＴＭの最小値を大きく上回る。測定された特性値も以下の表４に示される。（すべての値は長軸方向に対する値である。）
【表4】
【0082】
本発明の方法およびシステムによって製造された６２６２Ａロッドの機械加工性も大幅に改善される。図１３ａに示すように、従来の押出し成形後の溶体化熱処理を使用して製造された６２６２Ａ－Ｔ９製品は、通常、大量の非常に長い屑を示す。反対に、図１３ｂに示すように、本明細書に記載の本発明の方法およびシステムを使用して製造された新規の６２６２Ａ－Ｔ９製品は、優れた機械加工性を示すより微細な屑を示す。
【0083】
合金６０６１も、（例えば、図１～２ａ（Ｔ６テンパー）および図３～４と一致する）本発明の方法およびシステムによって製造された。本発明の方法およびシステムによってＴ６テンパーで製造されたロッド形態の６０６１合金（１．５０インチロッド）の機械的特性を図１４ａ～１４ｂに示す。示すように、強度値および伸び値は、この場合も６０６１－Ｔ６ ＡＳＴＭの最小値を大きく上回る。測定された特性値も以下の表５に示される。（すべての値は長軸方向に対する値である。）
【表5】
【0084】
＜実施例２＞
【0085】
合金の微構造データは、以下に示されるＥＢＳＤ試料手順にしたがって得られた。表６は、合金のいくつかの例示的な特性を示す。報告されたＯＤＦ集合組織強度の最大値は、断面の［００１］面である。立方体集合組織および粒径の値は横方向である。
【表6】
【0086】
表６に示すように、本発明の方法によって製造された合金は、従来のプレス焼き入れされた合金および溶体化熱処理された合金よりもはるかに高い最大集合組織強度を得る。例えば、新規の６０２０押出し成形された合金は、従来の押出し成形され、かつプレス焼き入れされた６０２０合金の最大ＯＤＦ集合組織強度よりも２０３％（６．９８２／３．４３９＝２．０３）高い最大ＯＤＦ集合組織強度を有する。
【0087】
同様に表６に示すように、本発明の方法によって製造された合金は、従来のプレス焼き入れされた合金および溶体化熱処理された合金に比べても、より多くの立方体ＥＤ（押出し方向）集合組織を得る。例えば、新規の６０２０押出し成形された合金は、従来の押出し成形され、かつプレス焼き入れされた６０２０合金よりも９体積％多い立方体ＥＤ集合組織を有する（２６体積％対１７体積％）。
【0088】
テクスチャー加工されたアルミニウム合金は、軸がランダムに分布しない粒を有する。画像はさまざまな要因に基づいて変化する可能性があるため、測定された集合組織強度は、通常、バックグラウンド強度またはランダム強度の量を計算し、そのバックグラウンド強度を画像の集合組織強度と比較することによって正規化される。したがって、得られた集合組織の測定値の相対強度は、多結晶材料内のさまざまな集合組織の相対量を決定するために互いに比較できる無次元の量である。例えば、ＯＩＭ解析では、バックグラウンド（ランダム）強度を測定し、方向分布関数（ＯＤＦ）を使用してＯＤＦ強度値を得ることができる。これらのＯＤＦ強度値は、所定のアルミニウム合金（または他の多結晶材料）内の組織の量を表すことができる。
【0089】
本出願では、ＯＤＦ強度は、（以下に説明する）ＥＢＳＤ試料手順、または実質的に同様の（Ｘ線回折が使用されない）ＯＩＭ手順に従って測定され、強度（時間ランダム）表現を含む一連のＯＤＦプロットを作成できる。新規の６ｘｘｘアルミニウム合金製品は、概ね高い最大ＯＤＦ強度を有し、多量の集合組織を示す。新規の６ｘｘｘアルミニウム合金製品の多量の集合組織は、それらの特性の改善に寄与できると考えられる。
【0090】
一実施形態では、新規の押出し成形された６ｘｘｘアルミニウム合金製品は、同等の製品形状、組成物、および焼き戻しの、従来の押出し成形され、かつプレス焼き入れされた６ｘｘｘアルミニウム合金製品よりも少なくとも約１０％高い最大ＯＤＦ強度を得る。例えば、従来の押出し成形され、かつプレス焼き入れされた６０２６合金が４．０の最大ＯＤＦ強度を得た場合、本明細書に開示の新規の処理によって製造された新規の６０２６アルミニウム合金製品は、少なくとも４．４（４．０より１０％高い）の最大ＯＤＦ強度を得ることができる。他の実施形態では、新規の押出し成形された６ｘｘｘアルミニウム合金製品は、同等の製品形状、組成物、および焼き戻しの従来の押出し成形され、かつプレス焼き入れされた６ｘｘｘアルミニウム合金製品よりも、少なくとも約２０％高い、または少なくとも約４０％高い、または少なくとも約４０％高い、または少なくとも約６０％高い、または少なくとも約８０％高い、または少なくとも約１００％高い、または少なくとも約１２０％高い、または少なくとも約１４０％高い、または少なくとも約１６０％高い、または少なくとも約１８０％高い、または少なくとも約２００％高い、または少なくとも約２２０％高い、または少なくとも約２４０％高い、または少なくとも約２６０％高い、または少なくとも約３００％高い、または少なくとも約３４０％高い、または少なくとも約３６０％高い、または少なくとも約３８０％高い、または少なくとも約４００％高い、または少なくとも約４２０％高い、または少なくとも約４４０％高い、または少なくとも約４６０％高い、または少なくとも約４８０％高い、または少なくとも約５００％高い、またはそれを超える、最大ＯＤＦ強度を得ることができる。
【0091】
一実施形態では、新規の押出し成形された６ｘｘｘアルミニウム合金製品は、同等の製品形状、組成物、および焼き戻しの従来の押出し成形され、かつプレス焼き入れされた６ｘｘｘアルミニウム合金製品よりも、少なくとも１体積％多い立方体ＥＤ集合組織を得る。例えば、従来の押出し成形され、かつプレス焼き入れされた６０２６合金が１５体積％の立方体ＥＤ集合組織を得る場合、本明細書に開示の新規の処理によって作製された新規の６０２６アルミニウム合金製品は、（１５体積％より１体積％多い）１６体積％の立方体ＥＤ集合組織を得ることができる。別の実施形態では、新規の押出し成形された６ｘｘｘアルミニウム合金製品は、同等の製品形状、組成物、および焼き戻しの従来の押出し成形され、かつプレス焼き入れされた６ｘｘｘアルミニウム合金製品より、少なくとも２体積％多く、または少なくとも３体積％多く、または少なくとも４体積％多く、または少なくとも５体積％多く、または少なくとも６体積％多く、または少なくとも７体積％多く、または少なくとも８体積％多く、または少なくとも９体積％多く、または少なくとも１０体積％多く、または少なくとも１１体積％多く、または少なくとも１２体積％多く、または少なくとも１３体積％多く得ることができる。
【0092】
＜ＥＢＳＤ試料手順＞
・電子線後方散乱回折（ＥＢＳＤ）は、Ｔｈｅｒｍｏ－Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＡｐｒｅｏＳ走査形電子顕微鏡（ＳＥＭ）または類似のものを使用して実行される。ＳＥＭ動作条件は、試料を６８°傾け、作動距離１７ｍｍで、加速電圧２０ｋＶで、５１ｎＡのスポットサイズである。ＥＢＳＤパターンは、４×４ビニングおよびＥＤＡＸ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｉｍａｇｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙソフトウェア（ＯＩＭ ｖ．７．３．１）または類似のものを備えたＥＤＡＸ Ｖｅｌｏｃｉｔｙカメラを使用して収集される。ＥＢＳＤスキャンは、正方形のグリッドスキャンパターンならびに２．８ｍｍの寸法の高さおよび厚さを使用して実施される。
・収集されたスキャンデータは、ＯＩＭ ＴＳＬ解析ソフトウェア（ｖ．８．０）を使用して処理される。スキャンデータは、二つのプロセスを使用してクリーンアップされる。第一のクリーンアッププロセスは、最小信頼性０．１および粒許容角度５°の近接方位相関である。第二のクリーンアッププロセスは、複数の列を含む五つのデータ点の最小粒径を指定するｇｒａｉｎ ｄｉｌａｔｉｏｎ法である。これら二つのプロセスは、一回のクリーンアップで実行された。
・粒は、５°の粒許容角度および最低５つの点を有するものとして定義される。粒形状は球状であると仮定される。そして、粒径チャートは、粒径の直径を使用して計算される。図では、粒径の直径をビン化して、面積画分に対してプロットした。
・電子線後方散乱回折（ＥＢＳＤ）は、Ｔｈｅｒｍｏ－Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＡｐｒｅｏＳ走査形電子顕微鏡（ＳＥＭ）または類似のものを使用して実行される。ＳＥＭ動作条件は、試料を６８°傾け、作動距離１７ｍｍで、加速電圧２０ｋＶで、５１ｎＡのスポットサイズである。ＥＢＳＤパターンは、４×４ビニングおよびＥＤＡＸ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｉｍａｇｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙソフトウェア（ＯＩＭ ｖ．７．３．１）または類似のものを備えたＥＤＡＸ Ｖｅｌｏｃｉｔｙカメラを使用して収集される。ＥＢＳＤスキャンは、正方形のグリッドスキャンパターンならびに２．８ｍｍの寸法の高さおよび厚さを使用して実施される。
・収集されたスキャンデータは、ＯＩＭ ＴＳＬ解析ソフトウェア（ｖ．８．０）を使用して処理される。スキャンデータは、二つのプロセスを使用してクリーンアップされる。第一のクリーンアッププロセスは、最小信頼性０．１および粒許容角度５°の近接方位相関である。第二のクリーンアッププロセスは、複数の列を含む五つのデータ点の最小粒径を指定するｇｒａｉｎ ｄｉｌａｔｉｏｎ法である。これら二つのプロセスは、一回のクリーンアップで実行された。
・粒は、５°の粒許容角度および最低５つの点を有するものとして定義される。粒形状は球状であると仮定される。そして、粒径チャートは、粒径の直径を使用して計算される。図では、粒径の直径をビン化して、面積画分に対してプロットした。
【0093】
本明細書に記載の新規技術の様々な実施形態を詳細に説明してきたが、当業者であればこれらの実施形態の改変および適合が念頭に浮かぶであろうことは明らかである。しかし、このような改変および適合が本開示の技術の趣旨および範囲内であることは、明白に理解されるべきである。上記の固有の特徴のさまざまなものを組み合わせて、改善された特性の組み合わせを有するさまざまな新規の６ｘｘｘアルミニウム合金製品を生み出すことができる。さらに、この新規技術のこれらの態様及び他の態様、利点、ならびに新規の特徴は、以下に続く、ならびに以下の説明及び図面の考察により当業者に明らかになることになる説明において一部記載されており、又は本開示によって提供される技術の一つまたは複数の実施形態を実施することによって学習されることができる。
【図1】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図4】
【図5a】
【図5b】
【図6a】
【図6b】
【図7a】
【図7b】
【図8a】
【図9a】
【図9b】
【図9c】
【図9d】
【図10a】
【図10b】
【図11a】
【図11b】
【図12a】
【図12b】
【図13a】
【図13b】
【図14a】
【図14b】
【手続補正書】
【提出日】2023-07-04
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
６ｘｘｘ押出し成形された製品であって、０．２～２．０重量％のＳｉと、
０．２～１．５重量％のＭｇと、
０．０７～１．０重量％のＭｎと、
最大１．５重量％のＢｉと、
最大１．５重量％のＳｎと、
最大１．０重量％のＣｕと、
最大１．０重量％のＺｎと、
最大０．７重量％のＰｂと、
最大０．７重量％のＦｅと、
最大０．３５重量％のＣｒと、
最大０．３５重量％のＶと、
最大０．２５重量％のＺｒと、
最大０．２０重量％のＴｉと、を含み、
残部が、アルミニウム、任意の付随元素、および不純物であり、
前記６ｘｘｘ押出し成形された製品のＴ／１０から９Ｔ／１０まで測定した前記６ｘｘｘ押出し成形された製品が、未再結晶微構造を含み、
前記未再結晶微構造が、少なくとも５０体積％の未再結晶粒を含み、
前記未再結晶粒の少なくとも６０％が繊維状粒であり、
前記繊維状粒が、少なくとも５：１のアスペクト比（粒の長さ／直径）を有し、
前記未再結晶微構造の平均粒径が、２００ミクロン以下である、６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項2】
前記６ｘｘｘ押出し成形された製品が、従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品と比較して、少なくとも１体積％多い立方体（ＥＤ）集合組織を含み、前記従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品が、従来のプレス焼き入れされ、かつ同等な組成物、製品形状、サイズおよび焼き戻しの製品である、請求項１に記載の６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項3】
前記６ｘｘｘ押出し成形された製品が、前記従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品と比較して、少なくとも２体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも３体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも４体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも５体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも６体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも７体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも８体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも９体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１０体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１１体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１２体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１３体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、を含む、請求項２に記載の６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項4】
前記６ｘｘｘ押出し成形された製品が、最大ＯＤＦ［００１］集合組織強度を含み、前記最大ＯＤＦ［００１］集合組織強度が、従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品の最大ＯＤＦ［００１］集合組織強度よりも少なくとも１０％高く、前記従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品が、従来のプレス焼き入れされ、かつ同等な組成物、製品形状、サイズおよび焼き戻しの製品である、請求項３に記載の６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項5】
前記押出し成形された６ｘｘｘ押出し成形された製品が、前記従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品より、少なくとも約２０％高い、または少なくとも約４０％高い、または少なくとも約４０％高い、または少なくとも約６０％高い、または少なくとも約８０％高い、または少なくとも約１００％高い、または少なくとも約１２０％高い、または少なくとも約１４０％高い、または少なくとも約１６０％高い、または少なくとも約１８０％高い、または少なくとも約２００％高い、または少なくとも約２２０％高い、または少なくとも約２４０％高い、または少なくとも約２６０％高い、または少なくとも約３００％高い、または少なくとも約３４０％高い、または少なくとも約３６０％高い、または少なくとも約３８０％高い、または少なくとも約４００％高い、または少なくとも約４２０％高い、または少なくとも約４４０％高い、または少なくとも約４６０％高い、または少なくとも約４８０％高い、または少なくとも約５００％高い、最大ＯＤＦ［００１］集合組織強度を得る、請求項４に記載の６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項6】
６ｘｘｘ押出し成形された製品であって、０．２～２．０重量％のＳｉと、
０．２～１．５重量％のＭｇと、
最大１．５重量％のＢｉと、
最大１．５重量％のＳｎと、
最大１．０重量％のＣｕと、
最大１．０重量％のＺｎと、
０．０７重量％未満のＭｎと、
最大０．７重量％のＰｂと、
最大０．７重量％のＦｅと、
最大０．３５重量％のＣｒと、
最大０．３５重量％のＶと、
最大０．２５重量％のＺｒと、
最大０．２０重量％のＴｉと、を含み、
残部が、アルミニウム、任意の付随元素、および不純物であり、
前記６ｘｘｘ押出し成形された製品のＴ／１０から９Ｔ／１０まで測定した前記６ｘｘｘ押出し成形された製品が、再結晶微構造を含み、
前記再結晶微構造が、少なくとも５０体積％の再結晶粒を含み、
前記再結晶粒の少なくとも６０％が、５：１（Ｌ：ＬＴ）以下のアスペクト比を有する等軸粒であり、
前記再結晶微構造の平均粒径が、２００ミクロン以下である、６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項7】
前記６ｘｘｘ押出し成形された製品が、従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品と比較して、少なくとも１体積％多い立方体（ＥＤ）集合組織を含み、前記従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品が、従来のプレス焼き入れされ、かつ同等な組成物、製品形状、サイズおよび焼き戻しの製品である、請求項６に記載の６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項8】
前記６ｘｘｘ押出し成形された製品が、前記従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品と比較して、少なくとも２体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも３体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも４体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも５体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも６体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも７体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも８体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも９体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１０体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１１体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１２体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、または少なくとも１３体積％多く立方体（ＥＤ）集合組織、を含む、請求項７に記載の６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項9】
前記６ｘｘｘ押出し成形された製品が、最大ＯＤＦ［００１］集合組織強度を含み、前記最大ＯＤＦ［００１］集合組織強度が、従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品の最大ＯＤＦ［００１］集合組織強度よりも少なくとも１０％高く、前記従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品が、従来のプレス焼き入れされ、かつ同等な組成物、製品形状、サイズおよび焼き戻しの製品である、請求項８に記載の６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項10】
前記押出し成形された６ｘｘｘ押出し成形された製品が、前記従来の６ｘｘｘ押出し成形された製品より、少なくとも約２０％高い、または少なくとも約４０％高い、または少なくとも約４０％高い、または少なくとも約６０％高い、または少なくとも約８０％高い、または少なくとも約１００％高い、または少なくとも約１２０％高い、または少なくとも約１４０％高い、または少なくとも約１６０％高い、または少なくとも約１８０％高い、または少なくとも約２００％高い、または少なくとも約２２０％高い、または少なくとも約２４０％高い、または少なくとも約２６０％高い、または少なくとも約３００％高い、または少なくとも約３４０％高い、または少なくとも約３６０％高い、または少なくとも約３８０％高い、または少なくとも約４００％高い、または少なくとも約４２０％高い、または少なくとも約４４０％高い、または少なくとも約４６０％高い、または少なくとも約４８０％高い、または少なくとも約５００％高い、最大ＯＤＦ［００１］集合組織強度を得る、請求項９に記載の６ｘｘｘ押出し成形された製品。
【請求項11】
前記６ｘｘｘ押出し成形されたアルミニウム合金製品が、（ａ）押出し成形された６０２６ＬＦアルミニウム合金製品、（ｂ）押出し成形された６０２０アルミニウム合金製品、（ｃ）押出し成形された６２６２Ａアルミニウム合金製品、および（ｄ）押出し成形された６０６１アルミニウム合金製品からなる群から選択され、（ｉ）押出し成形された６０２６ＬＦアルミニウム合金製品が、（ａ）１７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織および（ｂ）少なくとも９．７の最大ＯＤＦ［００１］強度のうちの少なくとも一つを得る、
（ｉｉ）押出し成形された６０２０アルミニウム合金製品であって、前記押出し成形された６０２０製品が、（ａ）１７体積％の立方体（ＥＤ）集合組織および（ｂ）少なくとも３．６の最大ＯＤＦ［００１］強度のうちの少なくとも一つを得る、
（ｉｉｉ）押出し成形された６２６２Ａ製品が、（ａ）１８体積％の立方体（ＥＤ）集合組織および（ｂ）少なくとも３．９の最大ＯＤＦ［００１］強度のうちの少なくとも一つを得る、
（ｉｖ）押出し成形された６０６１製品が、（ａ）５体積％の立方体（ＥＤ）集合組織および（ｂ）少なくとも２．０の最大ＯＤＦ［００１］強度のうちの少なくとも一つを得る、６ｘｘｘ押出し成形されたアルミニウム合金製品。
【請求項12】
方法であって、（ａ）６ｘｘｘアルミニウム合金のビレットを予熱温度に加熱することと、
（ｂ）前記ビレットを前記予熱温度で、前記ビレットの少なくともいくつかの析出硬化相を溶解するのに充分な時間保持することと、
（ｃ）前記保持工程の後、前記ビレットを押出し成形装置に直ちに移すことと、
（ｄ）前記ビレットを前記押出し成形装置で押出し成形された製品に押出し成形することであって、前記押出し成形中に、前記ビレットおよび前記押出し成形された製品の両方が前記予熱温度以上に維持される、押出し成形することと、
（ｅ）前記押出し成形された製品を前記押出し成形装置から出口シュラウド内に排出することであって、前記出口シュラウドが前記６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度の１００°Ｆ以内に前記押出し成形された製品を維持する、排出することと、
（ｆ）前記押出し成形された製品を前記加熱シュラウドから焼き入れ装置に移動させることであって、前記焼き入れ装置が、水スプレーおよび水浴のうちの少なくとも一つを備え、前記焼き入れ装置が、前記押出し成形された製品を１２５°Ｆ未満の温度に、少なくとも１°Ｆ／秒の冷却速度で焼き入れする、移動させることと、を含む、方法。
【請求項13】
システムであって、（ａ）６ｘｘｘアルミニウム合金の押出し成形ビレットを予熱するよう構成された炉と、
（ｂ）前記炉に隣接し、かつその下流の押出し成形装置であって、前記押出し成形装置が前記ビレットを押出し成形された製品に押出し成形するように構成される、押出し成形装置と、
（ｃ）前記押出し成形装置に隣接し、かつその下流の出口シュラウドであって、前記出口シュラウドが、前記６ｘｘｘアルミニウム合金のソルバス温度の１００°Ｆ以内に前記押出し成形された製品を維持するように構成される、出口シュラウドと、
（ｄ）前記押出し成形装置に直接隣接して、かつその下流に配置される焼き入れ装置であって、前記焼き入れ装置が、前記出口シュラウドから受け取られた前記押出し成形された製品を、１２５°Ｆ未満の温度に、少なくとも１°Ｆ／秒の冷却速度で冷却するように構成される、焼き入れ装置と、を備える、システム。
【国際調査報告】